沉管法隧道施工课件讲义T26

第八章沉管法隧道施工8.1概述8.2管段制作8.3管段的沉放与连接8.4基础处理及回填8.1概述

一、基本概念沉管隧道：按照隧道的设计形状和尺寸，先在遂址以外的干坞中或船台上预制隧道管段，并在两端用临时封墙封闭，然后舾装好托运、定位、沉放等设备，将其托运至遂址位置，沉放到江河中预先浚挖好的沟槽中，并连接起来，最后充填基础和回填砂石将管段埋入原河床中。/programs/view/kVIjyvak874/8.1概述

二、沉管的基本结构1、整体结构:由基槽、基础、管段、覆盖层等组成，整体坐落于河海水底，如图所示

8.1概述

二、沉管的基本结构2、管段断面结构8.1概述

钢壳混凝土管段（单层、双层）钢筋混凝土管段（常用）钢筋混凝土管段的优缺点优点：（1）隧道横断面空间利用率高，建造多车道隧道时优势显著；（2）车道路面最低点的高程较高，隧道的全长相应较短，所需浚挖的土方量较少；（3）不用钢壳防水，节约大量钢材；（4）利用管段自身防水的性能，能做到隧道内无渗漏水。缺点：（1）需修建临时干坞，征地搬迁及施工费用高；（2）制作管段时，对混凝土施工要求严格，保证干舷和抗浮安全系数；（3）须另加混凝土防水措施。8.1概述

三、沉管法的优点（1）对地质水文条件的适应性强，施工方法简单；（2）施工工期短，对航运干扰小，施工质量容易保证；（3）工程造价低；（4）有利于多车道和大断面布置；（5）接头少、密实度高、隧道防渗效果好；（6）具有很强的抵抗战争破坏和抗自然灾害的能力。8.1概述

四、主要施工工艺流程修建临时干坞—预制管段—基槽浚挖、临时支座设置—沉放与连接—基础处理—回填覆盖—内部安装于装修—竣工。8.1概述

/v_show/id_XMjA0MTU4Mzg4.html施工过程示意视频五、适用范围因其埋深小、工期短、对地基承载力无特殊要求，特别适用于软弱地层。与城市总体规划要求的两岸交通疏解方案相协调；具有较为合适的河海航道、水文及河床条件。施工条件是否满足要求。8.1概述

六、技术发展简介最早起源于英国伦敦泰晤士河（1810）1894建成美国波士顿第一条城市排水隧道；1910底特律水底铁路隧道的建成，标志沉管法修建水底隧道技术的成熟；加拿大、美国、日本国内：1972年香港修建第一条跨港沉管隧道；1984台湾高雄海底隧道；1994年珠江沉管隧道；96年宁波甬江沉管隧道。21世纪，常洪、杭州湾、上海外环沉管隧道相继建成。8.1概述

8.2管段制作一、干坞干坞是坞底低于于水面的水池池式建筑物，，是修建矩形形沉管隧道的必必需场所。通通常是在遂址址附近开挖一一块低洼场地用于预制制隧道管段，，属于临时工工程。1.干坞形式固定干坞（3千万-4千万）：洼地地，船厂的船船台移动干坞：半半潜驳（大型型轮船）2、干坞位置遂址设计轴线线上，仅一个个工程使用；；隧道设计轴线线之外，有利利于多个工程程同时使用固定干坞选择择原则：离遂址较近，，附近航道具具备浮运条件件，以便管节浮运和缩缩短运距；附近应有可浮浮存若干节预预制好的管节节的水域；地质条件，场场地土具备一一定的承载能能力；交通运输方便便，有良好的的外部输运条条件；征地拆迁费用用低，可重复复利用。8.2管段制作8.2管段制作3、干坞规模大型干坞；小小型干坞干坞的平面形形状干坞的深度4、构造边坡，坞底，，坞首干舷：管节浮浮起时露出水水面的高度。。二、管段制作作管段制作对混混凝土要求很很严格，要保保证干舷（10-15cm），和抗浮安全系系数以及防水水要求。1.钢筋混凝土矩矩形管段制作作与一般土建钢钢筋混凝土结结构基本相同同，应注意：：混凝土的防水水性及抗渗性性要求高；混凝土的重度度控制严格；；均质性要求；；施工缝及变形形缝的处理要要慎重。8.2管段制作2.管段的水密性性控制（1）外防水（刚刚性、柔性））；（2）结构自身防防水；（3）接缝防水。。3.封墙管段在浮运前前，在两端离离端面50-100cm处，设封墙，，以便使管段段能在水中浮浮起。材料可可用木材、钢材材或钢筋混凝凝土。封墙上上需设排水阀阀、进气阀及出出入人孔。8.2管段制作4.压载设施水箱的容量取取决于管段干干舷的大小、、下沉力的大小、管段基基础处理时抗抗浮所需的压压重。5.检漏与干舷调调整一般在干坞灌灌水之前，先先往压载水箱箱里灌压载水，然后向干干坞灌水，24-48小时后，进入入管段内对管壁进行检检漏，如有渗渗漏及时修补补；同时进行行干舷调整，通过过调整压载水水的重量，使使干舷达到设设计要求。8.2管段制作8.3管段的沉放与与连接一、基槽浚挖挖基槽横断面设设计，主要由由底宽、深度度和边坡坡度度。底宽一般比管段底底宽4-10m，边坡稳定性性与土层物理理力学性质相关。纵断面：形状状基本上与沉沉管段的隧道道纵断面一致致。浚挖方式：一一般分层，分分段进行。浚挖设备：链链斗式挖泥船船、绞吸式挖挖泥船、抓斗斗挖泥船等。。二、管段沉放放与连接管段出坞预制完备，安安装了全部浮浮运、沉放、、水下对接的的附属设备后，向干干坞内灌水使使预制管段逐逐渐浮起，到到干坞内外水位平衡为为止，打开坞坞门或破坞堤堤，由布置在在坞定的绞车将管段逐逐节牵引出坞坞。管段浮运：将管段从干坞坞托运到沉放放位置的过程程叫浮运。可采用拖轮拖拖运或岸上绞绞车托运。托托运到沉放位位置后，要转向或平移移，对准隧道道中线待沉。。管段就位管段沉放：吊吊沉法、拉沉沉法8.3管段的沉放与与连接吊沉法又分为为：（1）起重船吊沉沉法用2-4艘1000-2000KN起重船，提着着预埋在管段段上的3-4个吊点，逐渐将将管段沉放至至基槽中的规规定位置。多多用于钢壳型、规模较较小隧道。（2）浮箱吊沉法法4只1000-1500KN的方形浮箱。。位于管段顶顶板上方，分分前后2组，每组以钢钢桁架联系，，并以四根锚锚索定位，管管段本身另用6根锚索定位，，浮箱通过吊吊索和管段起起吊点连在一一起。起吊提升升机和浮箱定定位提升机均均安放在浮箱箱顶部，吊索起吊力要要作用在各浮浮箱中心。适适用小型沉管管。改装后，用前前后2只大浮箱，适适用于大型沉沉管，目前应应用广泛。8.3管段的沉放与与连接（3）四驳扛吊法法4艘方驳，左右右两艘之间架架设型钢或钢钢板梁组成的“扛棒””，来承受吊吊索的吊力。。前后两组方方驳可用钢桁架联联系，构成一一个船组。驳驳船组及管段段分别用锚索定定位。由于四四艘方驳承担担下沉力，每每艘只需要1000-2000KN的小方驳就足足够了。（4）双驳扛吊法法8.3管段的沉放与与连接（5）骑吊法将管段插入水水上作业平台台下，使平台台“骑”在管管段上，将其慢慢慢吊放下沉沉。水上作业业平台实际上上是个矩形钢浮浮箱。目前最常用的的是浮箱吊沉沉法和双驳扛扛吊法；最主要的大型工工具，四艘方方型浮箱或小小型方驳，吨吨位1000-1500KN。主要起重设备备是6-14台定位卷扬机和3-4台起吊卷扬机机。8.3管段的沉放与与连接管段下沉初次下沉：先灌注压载水水至沉力达到到规定值的50%，进行位置校正，，然后再注水水使下沉力达达到设计值的的100%，下沉速度：400-500mm/min，直到离管底底设计高程4-5m为止。靠拢下沉：先将管段向前前一节已沉管管段的方向平平移，至距2m左右处，将管管段下沉到管管底设计高程程0.5-1m左右，并校正管管位。着地下沉：将管段前移至至前节已沉管管段约500mm处，校正后开始着着地下沉。最最后1m的下沉，速度度要放慢，并并随沉随随测。。8.3管段的的沉放放与连连接三、管管段连连接1.水力压压接法法（水水下连连接））基本原原理：：利用用作用用在管管段后后端的的端面面上的的巨大大压力力，使安装装在管管段前前端端端面周周边上上的一一圈橡橡胶垫垫环发发生压压缩变变形，构构成一一个水水密性性良好好，且且相当当可靠靠的管管段接接头。。水力压压接接接头胶胶垫主要工工序：：对位位，拉拉合，，压接接、拆拆除端端封墙墙。2.管段的的内部部连接接（永永久性性连接接）管段接接头：：刚性性，柔柔性最常用用的““先柔柔后刚刚”8.3管段的的沉放放与连连接8.4基础处处理及及回填填基础处处理一、先先铺法法也叫刮刮铺法法，分分为刮刮砂法法和刮刮石法法。基基本工工序：：在浚浚挖沟槽槽时，，向下下超挖挖600-800mm；在槽槽底两两端打打两排排短桩，安安设导导轨以以控制制高程程向沟底底投放放铺垫垫材料料，粗粗砂或或碎石，，铺垫垫宽度度比沉沉管底底加宽宽1.5-2.0m，长度度取一一节管管节的长度度。安导轨轨所规规定的的厚度度，高高程以以及坡坡度，，用钢钢犁或或刮平平机刮平平。为为使沉沉管底底面和和垫层层密贴贴，可可在沉沉没完完毕后后，加一““压密密”工工序。。8.4基础处处理及及回填填二、后后填法法先将管管段沉沉没在在沟槽槽底的的临时时支座座上，，随后补补填垫垫实，，包括括喷砂砂法、、灌砂砂法、、灌囊法、、压砂砂法、、压浆浆法等等。回填：：